BAB IITEKANAN UAP

Batasan antara uap dan gas tidak begitu erat. Gas yang berada dibawah

temperatur kritis biasanya disebut dengan uap karena dapat di embunkan,

sedangkan gas untuk menggambarkan gas berada diatas temperatur kritis atau gas

dalam proses tidak dapat di kondensasi.

Penguapan dan pengembunan pada suhu dan tekanan konstan disebut dengan

proses kesetimbangan dan tekanan kesetimbangan yang dihasilkan disebut dengan

tekanan uap.

Gb.1. kurva tekanan uap pada air

Gb.2. Perubahan liquid air menjadi uap air pada tekanan konstan

Gb.3. Perubahan liquid air menjadi uap pada suhu konstan

Untuk memahami tekanan uap, penguapan dan pengembunan dapat

menggunakan grafik pada Gb.1.

Normal boiling point adalah suhu pada waktu mendidih dibawah tekanan 1 atm

(101,3 kpa, 760 mmHg).

Contoh pada gambar 2, sebagaimana diketahui air akan mendidih pada suhu

100oC dan tekanan akan menjadi 1 atm. Kita memperkirakan pemanasan air di

mulai pada suhu 77oC (point A) dalam suatu wadah, dengan assumsi bahwa uap

air pada setiap waktu berada pada kesetimbangan dengan liquid. Proses ini pada

tekanan konstan, ketika suhu naik dan tekanan dipertahankan konstan tidak ada

mengalami suatu perubahan sampai suhu mencapai 100oC. Pada saat itu air

mendidih dan akan mendorong piston pada saat itu akan mengalami perubahan

dari liquid menjadi uap. Jika air terus dipanaskan air akan menjadi uap seluruhnya

(point B).

Proses penguapan dan pengembunan pada suhu konstan digambarkan pada

titik G-H-I atau I-H-G pada gambar 1, air dapat diuapkan atau diembunkan pada

suhu konstan dicapai pada titik H pada kurva tekanan uap (juga terlihat pada

Gb.3)

Pada Gb.1. juga menunjukan hubungan P-T pada es dan uap air pada

kesetimbangan ketika solid dirubah secara langsung menjadi fase uap tanpa

melelehkan terlebih dahulu menjadi liquid (garis J-K dilanjutkan garis L-M-N-O)

disebut sublime

2.1. Istilah-Istilah Penting Yang Berhubungan Dengan Kondisi Uap Dan

Penguapan

a. Tekanan Uap suatu liquid adalah tekanan yang diberikan oleh uap cairan

tersebut dalam keadaan setimbang

Liquid dalam keadaan setimbang dengan uapnya bila kecepatan

penguapan dari cairan tersebut sama dengan kecepatan kondensasinya

b. Saturated Vapor (Uap jenuh) adalah uap yang berada pada kondisi dimana

tekanan partikelnya sama dengan tekanan uapnya

c. Superheated Vapor adalah uap yang mana tekanan partikelnya lebih kecil

dari tekanan uapnya pada kesetimbanganya

d. Wet Vapor adalah bila uap jenuh didinginkan atau ditekan akan terjadi

pengenbunan

e. Dew point adalah temperatur dimana terjadinya uap jenuh

f. Boiling Point adalah suhu pada saat mendidih dibawah tekanan 1 atm

2.2. Pengaruh Temperatur Pada Tekanan Uap

Kenaiakan tenaga kinetik molekul-molekul zat cair akan menyebabkan

kenaikan kecepatan penguapan, energi kinetik merupakan fungsi temperatur,

semakin tinggi suhu maka energi kinetik makin tinggi.

Hubungan tekanan uap dengan temperatur dapat dinyatakan dengan

persamaan Clausius-Clapeyron

dengan diabaikan untuk gas non ideal

dimana :

P’ = Tekanan Uap Vl = Volume cairan

T = Temperatur Vg = Volume gas

= Panas penguapan pada suhu T

Contoh Soal :

1. Hitunglah panas penguapan dari asam isobutyric pada suhu 200oC

peneyelesaian :

data tekanan uap asam isobutyric (dari Ferry’s Handbook)

Pressure (mmHg) T(oC) P (atm) T(oC)

100

200

400

760

98,0

115,8

134,5

154,5

1

2

5

10

154,5

179,8

217,0

250

Panas penguapan dihitung dengan data tekanan uap dengan interval antara

179,8oC dan 217,0oC

T1 = 179,8oC 453 oK T2 = 217oC 490,2oK

pada suhu

200oC

dari data eksperimen pada suhu 200oC tidak diketahui pada suhu

normal boiling point (154,5oC), = 41,3 J/mol nilai yang dicari terlalu

tinggi seharusnya lebih rendah dari 41,3.

Untuk mencari tekanan uap murni dapat digunakan persamaan Antoine

(Felder, R.M)

dimana :

Po = tekanan uap murni (mmHg)

T = Temperatur (oC)

A,B,C = tetapan konstan (dapat dilihat pada, tabel 6.1-1 Felder)

(Himmelblau)

Po = tekanan uap murni (mmHg)

T = Temperatur (K)

Contoh soal:

Diketahui data :

komponen A B C

n-Hexane 6,878 1171,53 224,336

n-Oktana 6,924 1355,126 209,517

Sumber : Felder R. M

Diuapkan pada suhu 121oC dan tekanan total 1 atm

Hitunglah :

a. PoHex dan Po

Okt

b. Komposisi X Hexane, Xoktana

c. Komposisi uap dalam fraksi mol Yhexane, Yoktana

Penyelesaian :

a).

log Po Hexane = 6,878 -

PoHexane = 3059,145 mmHg

log Po Hexane = 6,924 -

Po Hexane = 666.807 mmHg

b). Ptotal = Phexane + Poktana

760 = (X.Po)hexane + (X.Po)oktana

= (X.Po)hexane + (Xhexana-1).Pooktana

Xhexane(Pohexana-Po

oktana) = 760- Pooktane

Xhexane =

Xoktana = 1- 0,00389 = 0,9611

c).

2.3. Pengaruh Tekanan Terhadap Tekanan Uap

Tekanan kesetimbangan dalam hal kesetimbangan cairan-uap berubah

dengan tekanan luar, Persamaan untuk pengaruh tekanan terhadap tekanan

uap pada temperatur konstan dalam system adalah

= volume molal pada saturated liquid atau gas

Pt = tekanan total pada system

Untuk kondisi dibawah normal pengaruh ini dibaikan